公路边坡人工恢复植被后土壤动物群落变化及多样性

对内蒙古中部呼集高速卓资段的公路边坡人工恢复植被后土壤动物群落进行研究,探讨人工恢复植被前后土壤动物的数量组成、结构,揭示人工恢复植被后土壤动物多样性变化规律及其影响因素,为路域生态恢复与生态建设提供科学依据.研究表明公路边坡人工恢复植被后土壤动物的种类和数量急剧增加.未进行人工恢复植被的裸露边坡没有大型土壤动物.不论是人工恢复植被当年还是人工恢复植被1年后,西北坡大型和中小型土壤动物的数量均高于东南坡.人工植被恢复的时间不同,大型土壤动物类群数量差异显著,个体数量差异不显著,中小型土壤动物类群数量和个体数量差异均显著.土壤动物的种类组成和个体数量随着人工恢复植被时间发生变化.隐翅虫及蜘蛛,线虫、节跳虫、辐螨、革螨和甲螨它们之间相关性大,经常共同出现在人工恢复植被后各边坡,并且个体数量多.无论是大型土壤动物还是中小型土壤动物个体数量和类群数量的垂直分布均具表聚性.土壤动物的多样性受土壤pH值和有机质、全P、全N含量的影响.土壤含水量对中小型土壤动物的多样性的影响较大.通过对土壤环境因子的主成分分析结果表明,0～5cm和5～10cm的土壤含水量为主导因子.     

人工落叶松林土壤动物生物量的研究

对不同林龄人工落叶松林的土壤动物生物量的研究表明,在不同林型中,大型土壤动物占总生物量的４１．６～６４．０％,中小型土壤动物为２４．４～３９．０％,湿生动物为８．９～２５％．在土壤动物各类群中,蚯蚓生物量最大,线虫类次之,线蚓最小．土壤动物生物量与凋落物量、植被总盖度、土壤ｐＨ、土壤含水量和土壤有机质含量呈正相关关系．     

内蒙古武川县农田退耕还草对大型土壤动物群落的影响

用手拣法采集大型土壤动物,应用个体数、类群数、多样性指数等指标分析了内蒙古武川县农田退耕还草管理下大型土壤动物群落的变化.共捕获大型土壤动物49类1479只,隶属于3纲、7目、41科;农田退耕后大型土壤动物的类群数、个体数和生物量均有增加趋势;Margalef丰富度指数(D_Ma)和密度-类群指数(DG)显示,农田退耕还草后大型土壤动物群落多样性明显增加,但由于退耕时间短,Shannon-Wiener多样性指数(H′)和Pielou均匀度指数(E)并不比农田高;不同动物类群对退耕还草的响应不同.退耕后采用紫花苜蓿或紫花苜蓿+蒿属植物的人工种植管理方式较为合适.     

基于δ~(15)N稳定同位素分析的人工防护林大型土壤动物营养级研究

稳定同位素δ15N是分析生态系统中的营养关系的重要方法。本研究采用该方法分析了人工防护林土壤动物的营养级及它们之间的营养关系。对3个地区人工杨树林12类大型土壤动物及其土壤、细根及植物枯落叶的稳定同位素δ15N分析结果显示,不同环境条件下土壤动物δ15N具有显著差异性(F=38.067,P0.001),土壤动物δ15N值与土壤、植物细根及枯落叶δ15N值之间有明显的相关性,与全氮含量没有明显的相关性;根据不同土壤动物δ15N值的状况,12种土壤动物在土壤生态系统中大都处于第二至第四营养级,处于较低营养级位置的动物主要有大蚊幼虫(Tipulidae larvae)、蚯蚓(Lumbricidae)、金龟甲幼虫(Scarabaeidae larvae)等类群,较高营养级的为蜈蚣(Scolopendromorpha)、隐翅甲成虫(Staphylinidae adult)、叩甲成虫(Elateridae adult)、线蚓(Enchytraeidae)等动物,同类土壤动物在不同样地中营养级位置存在一定的差异。     

长春市不同土地利用条件下大型土壤动物群落结构与组成

对长春市郊区天然次生林、市区公园绿地、郊区防护林和农田等典型土地利用生境进行大型土壤动物调查,手拣法野外采集大型土壤动物,应用个体密度和类群数量等指标,研究土地利用变化对大型土壤动物群落特征的影响。研究区共捕获大型土壤动物3773只,分别隶属于3门6纲17目102科。研究结果表明：不同土地利用生境大型土壤动物群落个体密度和类群数存在差异,其中郊区农田和防护林土壤动物的类群数和个体密度明显减少;植物群落类型对大型土壤动物群落特征有一定影响;大型土壤动物群落个体密度和类群数主要集中分布在地表0-5cm土壤层,生境地表凋落物的移除对土壤动物群落的类群数和个体密度影响不明显;此外,不同土壤动物类群对土地利用变化的响应也不同。     

不同坡位下巨桉人工林土壤动物群落特征

为了解坡位对巨桉人工林土壤动物群落结构的影响,2009年1-10月,调查了四川盆地低山丘陵区不同坡位巨桉人工林的土壤动物群落.从3个巨桉人工林共获取土壤动物34741只,鉴定出146个类群,隶属于7门16纲31目;巨桉人工林下土壤动物的群落组成、营养类群、多样性及其季节动态基本都存在坡位变化,大型和中小型干生土壤动物的个体数、大型土壤动物的腐食性类群和中小型干生土壤动物的杂食性类群数量表现出随坡位的下降而逐渐增多的趋势,说明土壤动物响应了坡位引起的土壤生态因子的变化.其中大型土壤动物的腐食性类群和中小型湿生土壤动物的多样性显示出显著的坡位差异,表明这两个指标能指示巨桉人工林不同坡位生境的异质性.总的看来,巨桉人工林坡位因子对土壤动物群落的分布及结构特征具有一定影响,但作用尚不显著.     

森林凋落物与大型土壤动物相关关系的研究

以针阔混交林及落叶阔叶林为例,探讨了森林凋落物与大型土壤动物的相关关系。研究表明,森林凋落物中大型土壤动物的个体数依林型、凋落物厚度、凋落物量不同而异,凋落物的分解程度影响大型土壤动物的种类、数量分布,凋落物中矿质元素含量与大型土壤动物体内矿质元素含量相关较好,凋落物中微量元素含量与大型土壤动物体内微量元素含量明显不相关。本研究为揭示大型土壤动物在凋落物分解中的作用,进而为森林的经营和保护提供科学依据。     

马尾松人工林郁闭度对大型土壤动物功能群的影响

将土壤动物分为捕食性、腐食性、杂食性、食木性和菌食性5个功能群,研究马尾松人工林各功能群大型土壤动物随郁闭度(0.5、0.6、0.7、0.8、0.9)的变化.结果表明: 1)各郁闭度马尾松人工林大型土壤动物以腐食性个体比例最高,类群上以杂食性和食木性为主.2)马尾松人工林大型捕食性土壤动物个体数、类群数和食木性类群数在0.5～0.6郁闭度下无显著变化,在0.6～0.9郁闭度下显著降低.3)随郁闭度增大,枯落物层捕食性土壤动物个体和类群数显著减少,5～10 cm层腐食性土壤动物个体数呈不规则的波动变化.食木性土壤动物个体数随土层加深而增多,且在枯落层其类群数及5～10 cm层个体和类群数随郁闭度增大而显著减少.4)不同郁闭度下,除食木性土壤动物功能群Pielou均匀度无显著差异外,食木性和腐食性土壤动物各多样性指标均差异显著;捕食性土壤动物仅Simpson优势度指数在0.5～0.8郁闭度下无显著变化,在0.8～0.9郁闭度下显著降低.5)典范对应分析(CCA)显示,不同郁闭度马尾松人工林大型土壤动物功能群主要受土壤容重和含水量的影响.含水量对腐食性土壤动物个体数影响较大,食木性、捕食性土壤动物受土壤容重影响,捕食性土壤动物Simpson优势度指数受土壤pH和全磷影响.大型土壤动物功能群结构在0.7郁闭度下相对稳定,有利于马尾松人工林地力维持和生态功能的发挥.     

川西亚高山森林凋落物分解初期土壤动物对红桦凋落叶质量损失的贡献

2010年10月26日-2011年4月18日在川西亚高山地区季节性冻融期间,选择典型的红桦-岷江冷杉林,采用凋落物分解袋法调查了不同网孔(0.02、0.125、1和3 mm)凋落物分解袋内的凋落物质量损失,分析微型、中型和大型土壤动物对红桦凋落叶分解的贡献.结果表明:在季节性冻融期间,0.02、0.125、1和3 mm分解袋内的红桦凋落叶质量损失率分别为11.8％、13.2％、15.4％和19.5％,不同体径土壤动物对红桦凋落叶质量损失的贡献率为39.5％;不同孔径凋落物袋内土壤动物的类群和个体相对密度与凋落叶的质量损失率的变化趋势相对一致.在季节性冻融的初期、深冻期和融化期,不同土壤动物对红桦凋落叶质量损失的贡献率为大型土壤动物(22.7％)＞中型土壤动物(11.9％)＞微型土壤动物(7.9％).季节性冻融期间土壤动物活动是影响川西亚高山森林凋落物分解的重要因素之一.     

不同郁闭度控制下马尾松（Pinus massoniana）人工林土壤动物群落特征

采用郁闭度控制方法,形成马尾松人工林郁闭度梯度(0.5,0.6,0.7,0.8,0.9)试验样地,研究不同郁闭度下土壤动物群落特征。运用手捡法、Tullgren法和Baermann法进行土壤动物群落调查。结果显示,1)共捕获土壤动物8 860只,隶属于4门11纲25目111科,其中大型土壤动物589只,以蜚蠊、疣和康叭为优势类群;中小型土壤动物8271只,以等节和丽甲螨为优势类群。2)大型土壤动物以杂食性为主,杂食性在0.9郁闭度显著增加,捕食性显著减少;中小型土壤动物以菌食和腐食性为主,腐食性土壤动物随郁闭度增大逐渐增加,菌食性逐渐减少。中小型捕食性土壤动物在郁闭度0.5—0.7显著增加,0.7—0.9无显著变化。3)大型土壤动物仅5—10 cm土层类群数在0.9郁闭度显著增加;中小型土壤动物总个体数及枯落物层个体数、5—10 cm土层类群数显著增加(0.5—0.7)后减少(0.7—0.9);中小型土壤动物总类群数在郁闭度0.5—0.6显著增加,枯落层类群数在郁闭度0.5—0.8显著增加,0.8—0.9显著减少。4)大型、中小型土壤动物多样性在土层中差异显著。中小型土壤动物Simpson优势度指数随郁闭度增大而减小,Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀性指数则显著增大,Margalef丰富度指数先显著增高(0.5—0.6)后趋于平稳(0.6—0.9);大型土壤动物Jaccard相似性指数低于中小型。5)CCA分析表明,不同类群土壤动物对环境因子响应不同,郁闭度、含水量、有机质及全P对土壤动物类群影响显著。研究表明,0.7郁闭度马尾松人工林下土壤动物优势度、丰富度适中,林下植被恢复情况较好,该郁闭度可能更有利于土壤动物多样性和群落稳定性。     

皇甫川流域中小型土壤动物对不同水土治理措施的响应

2007年9月至2008年9月,选择皇甫川流域人工松树林、人工杨树林、人工锦鸡儿灌木林、人工沙打旺草地和撂荒地等不同水土治理措施植被为采样地,以耕作农田为对照,研究了中小型土壤动物对不同水土治理措施的响应。结果表明,共捕获中小型土壤动物14 747只,隶属于5门7纲10类。优势类群为线虫,占群落总个体数的比例为95.53%,常见类群为螨类和弹尾类。不同水土治理措施样地中,中小型土壤动物群落个体数较农田有提高趋势,但无显著差异（P >0.05）;螨类和弹尾类个体数显著提高（P<0.05）;线虫个体数在人工沙打旺草地中显著高于农田（P<0.05）;中小型土壤动物垂直分布的表聚性较农田增强,并以地表凋落物覆盖显著的人工林最为明显。RDA分析表明,中小型土壤动物群落、螨类和弹尾类个体数与凋落物厚度、树（草）高和土壤有机质的变化之间呈显著正相关。以上结果说明,研究地区采取的几种水土治理植被均有利于中小型土壤动物群落的恢复;相比较,地表凋落物层显著的人工松树林、人工杨树林更加有益于螨类和弹尾类的恢复。     

不同土地利用方式对三峡库区消落带土壤细菌和真菌多样性的影响

旨在为三峡消落带选择适合的生态恢复方式提供参考依据。以三峡库区重庆忠县汝溪河流域典型消落带为研究区域,于2015年6月进行原位取样,利用末端限制性片段长度多态性(Terminal Restriction Fragment Length Polymorphism,T-RFLP)方法,对消落带的耕地、林地、弃耕地土壤细菌和真菌群落多样性进行研究。研究发现:(1)除容重和密度外,不同用地类型对土壤各理化特性均产生显著影响,林地的含水量、有机质(OM)、全氮(TN)、全磷(TP)、速效氮(AN)、速效钾(AK)、速效磷(AP)的含量显著高于耕地和弃耕地(P0.05)。(2)在三峡库区消落带不同土地利用方式下细菌和真菌多样性均有显著性差异。(3)耕地和林地的细菌多样性无显著性差异,均显著高于弃耕地;不同用地方式中,土壤全磷(TP)和速效磷(AP)显著影响细菌群落结构(P0.05)。(4)真菌群落的Shannon-Weiner指数和辛普森指数在耕地中均为最低,但均匀度指数在3种用地类型之间没有显著性差异;在不同用地方式的土壤中,土壤有机质(OM)、全氮(TN)含量和p H显著影响真菌群落结构(P0.05)。结论:与弃耕地和耕地相比,林地可固持、滞留和保有更多的土壤养分,有较高的细菌多样性和真菌多样性。在三峡消落带165—175 m海拔高程,林地为最适宜的用地方式,建议限制耕作,推广人工生态修复林地建设。     

地埂植物篱对大型土壤动物多样性的影响

为了解地埂植物篱作为农田边界对于大型土壤动物多样性的影响,2006年冬季和2007年春季对桑园、桑埂、橘园、橘埂和农田大型土壤动物群落结构进行了调查,共获得大型土壤动物 4533只,隶属于3门、9纲、24类.结果表明,不同土地利用方式大型土壤动物群落的个体密度、类群数和DG多样性指数均存在显著差异.无论在冬季还是在春季,地埂植物篱桑埂和橘埂的个体密度、类群数和DG多样性指数均显著高于农田;冬季桑园和橘园的个体密度、类群数和DG多样性指数也显著高于农田.大型土壤动物群落的个体密度和类群数在垂直分布上与土壤含水量、全N和有机质含量的垂直分布规律一致,均随着土层深度的增加而递减.主成分分析表明,桑埂、橘埂和橘园的大型土壤动物群落组成与桑园和农田存在显著差异,桑园与农田也存在显著差异.地埂植物篱的存在对于大型土壤动物多样性保护具有重要意义.     

五大连池药泉山大型土壤动物对旅游踩踏的响应

以黑龙江省五大连池世界地质公园的药泉山为研究对象,按照距离游道的远近分为重度踩踏区,轻度踩踏区和非踩踏区3种踩踏干扰强度,分析大型土壤动物数量,群落组成,多样性对旅游踩踏干扰的响应。研究结果表明不同干扰区之间大型土壤动物类群数量差异显著(P0.001),重度踩踏区显著低于轻度踩踏区和非踩踏区。不同干扰区大型土壤动物个体数差异明显(P0.001),其中轻度踩踏区个体密度最大(68头/m~2),重度踩踏区个体密度最小(10头/m~2)。不同踩踏强度干扰区H'指数差异明显(P0.05),轻度踩踏区及非踩踏区的多样性显著高于严重踩踏区。典型对应分析表明旅游踩踏主要通过改变土壤理化特性而影响大型土壤动物的组成及其多样性,重度踩踏区、轻度踩踏区和非踩踏区对大型土壤动物影响最显著的因子分别为土壤全氮含量,土壤含水率和土壤全磷含量。     

长期施肥对麦田大型土壤动物群落结构的影响

于2007、2008年春季在中国科学院封丘农业生态实验站,研究长期定位施肥对麦田大型土壤动物群落结构的影响。调查共获得大型土壤动物3068头,隶属8纲,19目,28科。不同施肥处理条件下土壤动物类群数差异显著(F=2.51, P＜0.05, df=55),个体数差异极显著(F=8.99, P＜0.01, df=55)。结果显示,大型土壤动物的类群数和个体数在有机肥和营养均衡条件下较高,缺磷条件下较低。土壤动物多样性指数(H')以有机肥和营养均衡条件下显著高于营养不均衡和不施肥处理(P＜0.05)。主成分分析结果显示,第一主成分贡献值47.14%,第二主成分贡献值30.10%。经线性检验第一主成分与土壤动物个体数(y=0.335x-2.163,R²=0.51)和类群数(y=0.042x-1.25,R²=0.67)均呈线性关系。总之,长期施用有机肥和营养均衡大型土壤动物群落构成相似。土壤有机质和磷含量是影响土壤动物群落构主要生态因子。     

半干旱黄土丘陵区不同人工植被恢复土壤水分的相对亏缺

土壤水分是制约半干旱黄土丘陵区植被恢复和生态建设的关键因子。而缺乏科学指导的人工植被恢复会加剧土壤水分耗竭,造成土壤水分亏缺,从而严重阻碍该区生态系统恢复和脆弱生境的有效改善。本研究以典型半干旱黄土丘陵区甘肃定西龙滩流域为例,对比不同植被恢复模式下土壤储水状况,并通过构建土壤水分相对亏缺指数CSWDI（Compared Soil Water Deficit Index）和样地土壤水分相对亏缺指数PCSWDI（Plot Compared Soil Water Deficit Index）进行定量化分析与评价,发现各人工植被均存在不同程度的土壤水分亏缺。其中,柠条、油松、山杏林地PCSWDI分别达到0.65、0.62、0.62,土壤水分亏缺严重,尤其是100 cm以下土层;山毛桃林地和苜蓿草地PCSWDI分别为0.38和0.17,在100—200 cm土层有一定程度的水分亏缺,但相对较轻;侧柏林地土壤水分的亏缺主要集中在20—100 cm这一层次,100 cm以下则随深度增加而降低;0—200 cm土层内,杨树林地、撂荒草地和马铃薯农地无显著水分亏缺,且在0—100 cm内土壤水分有一定的补充。CSWDI和PCSWDI能有效反映不同层次和样地土壤水分相对亏缺状况,可用于同一地区不同植被恢复模式土壤水分响应的定量化分析与评估。     

Implications of land-cover types for soil erosion on semiarid mountain slopes: Towards sustainable land use in problematic landscapes

The impact of land-cover types on soil erosion and runoff, as well as on physico-chemical soil properties, was monitored. The study area, an agroforestry landscape was located in Sierra Nevada Mountains in south-eastern Spain. Eight land-cover types were investigated: farmland planted with olive, almond, and cereals; forest with P. halepensis and P. sylvestris; shrubland; grassland; and abandoned farmland. The erosion plots replicated twice were located on hillslopes, where erosion and runoff were measured after 22 storm events. Forest dominated by Pinus stands exhibited significantly the lowest amounts of erosion and runoff, contrasting with abandoned farmland. Olive had higher erosion than did almond, cereals, or grasslands, but with the highest runoff rate under almond groves. The erosion and runoff response to shrubland showed an intermediate situation between forest and farmland–grassland uses. Under forest and shrubland, better soil properties were determined, especially higher organic C and total N, and lower soil-bulk density. Erosion was highly dependent on runoff, bulk density, soil organic C, and the degree of soil surface covered. Thus, the alteration in land cover is essential to an understanding of productivity of soil undergoing erosion, as sustainable planning can mitigate soil-degradation processes in the overall agroforestry landscape.     

Long-term effect of re-vegetation on the microbial community of a severely eroded soil in sub-tropical China

The long-term (18 years) effects of re-vegetating eroded soil on soil microbial biomass, community structure and diversity were investigated in a forest soil derived from Quaternary clay in the Red Soil Ecological Experimental Station of the Chinese Academy of Sciences. Large areas of land in this region of China have been subjected to severe soil erosion, characterised by the removal of the fertile surface soil and even the exposure of parental rock in some areas due to a combination of deforestation and heavy rainfall. The effects of planting eroded or uneroded soil with Pinus massoniana, Cinnamomum camphora or Lespedeza bicolor on the soil microbial community and chemical properties were assessed. Total soil microbial community DNA was extracted and bacterial 16 S rRNA gene fragments were amplified by PCR and analysed by terminal restriction fragment length polymorphism (T-RFLP). Microbial biomass carbon (C_mic) was measured by chloroform fumigation-extraction. Following the restoration there were significant increases in both C_mic and bacterial diversity (Shannon index), and significant changes in bacterial community structure. Erosion factors were significant only in minor dimensions suggesting that the restoration had been largely successful in terms of bacterial community structure. Compared with uneroded soil, C_mic recovered in L. bicolor and P. massoniana restored eroded plots and was significantly greater under these tree species than C. camphora, although soils in C. camphora restored plots displayed the highest bacterial diversity. The recovery of microbial biomass and diversity in the eroded plots was, to large extent, accompanied by the development of the same bacterial community structure as in the uneroded plots with erosion having relatively little effect on bacterial community structure.